研究电力一次设备的智能化设计及其发展

2017-11-30周彬

科技与创新 2017年21期

关键词：电力设备总线通讯

周彬

（南京南瑞集团公司/国网电力科学研究院，江苏南京 211106）

研究电力一次设备的智能化设计及其发展

周彬

（南京南瑞集团公司/国网电力科学研究院，江苏南京 211106）

近年来，在社会经济的促进下，科学技术也在不断发展进步，科技带给人们的便利在日常生产、生活中随处可见，电力系统中也不例外，科技的发展给电力系统带来了翻天覆地的改变。在人们的生活中，电力资源是不可缺少的一部分，在电力时代，电力的相关产业随着科技的发展在不断转型，尤其是电力一次设备智能化被广泛应用。在电力一次设备智能化的设计以及发展方面进行了相关阐述，希望能够为电力一次设备的智能化发展提供参考。

电力资源；一次设备；电力系统；配电产品

进入21世纪以来，人们的生活和工作发生了翻天覆地的变化。随着生活水平的提高，人们不仅仅满足于物质生活，更关注精神生活的质量。因此，传统的生产体系被打破，之前的电力系统受到体制的限制，在市场的压力下，也在不断发生着变革。由于电气自动化是电力改革中的重头戏，所以，电力一次设备的智能化改革和发展对整个电力系统的建设和发展有着重要影响。

1 传统的电力设备设计要求及特点

传统的电器设备在设计时，要求电力工作人员能根据不同的配件和配电产品的功能，对独立配件进行控制、计量和保护工作，电力人员要以此来完成电力设备的自动化设计。

1.1 综合分析电力设备设计

传统的电力设备设计在对某一工程进行电气设计时，要结合用电设备的实际情况进行分析，比如用电负荷、用电负荷的特点和用电负荷的分布等方面，用电是商用还是自用，这对整个电气系统的设计有着重要的影响，从而方便在设计方案中预留出合适的超载空间。同时，要根据当地的实际情况和电力设备的自身条件，设置相应的中低压配变电系统。

1.2 详细的工艺分析

传统的电力设备设计在对某一工程进行自动化设计时，要严格根据控制要求对工艺进行详细分析，对于被控设备的分布情况和设备本身的运行流程和可靠性有个初步的了解，掌握了基本情况之后，再对计算机控制系统的结构和内容进行全面设计。除此之外，还要求在工程施工过程中协调好变电系统、高低压仪表系统与用电设备检测信号之间的关系。在编制好位号清单之后，设计整个控制系统的流程图，对监控软件和监控硬件进行合理的组合和搭配，保证控制系统的输入和输出接口能够有效地与整个系统设备连接。根据施工设计的要求严格进行工程施工，从而使整个系统设备、电缆敷设的调试和安装工作得以顺利完成，满足电力系统的运行要求。

2 电力一次设备智能化设计的内容

2.1 基础条件

目前，通常的工程设备设计所采用的都是通过总线加以连接的拓扑结构，而在通讯协议上，数据间的传递则采用的是“向下兼容”的原则。但随着电气自动化的进一步发展，网络通讯的机电一体化和芯片嵌入的标准都发生了很大的改变，已经能够实现终端设备链条的独立测控。由此可见，根据设备系统的拓扑结构，现场总线作为通讯协议的重要一步，要包含硬件和软件两个部分，在现场控制器和人机界面挂历计算机这两个方面都要考虑。目前，大型现场总线体系需要有强大兼容性的总线通讯协议，从而将控制器、控制装置和仪表等设备串入到体系中，实现对整体设备的掌控。

2.2 电力一次设备智能化设计的内容和特点

目前，一般采用的设备系统都是利用一个小型的PLC系统，将嵌入式控制装置和高低压变配电设备的应用情况融合进去，所以，在进行电气设计时，不用把二次信号和集中、计量保护系统设备与自动控制系统之间的预留互联条件考虑进去，只需要根据使用操作要求进行电力系统的设计即可。此外，在电力系统的设计中，仪表系统设计是不可或缺的一部分，传统的设计方案所使用的电力设备设计与自动化设计之间没有交叉，这种平行的关系很难满足今后的电力系统设备的发展。因此，在新设计中，针对这种状况进行了改变，简化了传统的设计方案，大大提升了设备的使用效率，从而使系统更加能满足需求。在新的设计方案中，利用软件和通信协议就能完成电力设备系统的建立工作，省去了对自动化组态硬件确定的工作，将电力设备与自动化结合，不但能合理协调二者之间的关系，还能够促进工作的分配和调动，有很大的发展前景。

3 电力一次设备智能化的未来发展

现阶段，这种新型的设计方案已经在现场设备中投入使用，而且已经取得了一定的效果，电路终端设备的功能都得以体现。施工现场的总线装置完全符合通讯协议的标准，并实现了设计方案中所计划的通讯功能，现场总线的所有节点设备上也都采用了分布式的实时数据库形式，增强了独立模块的抗干扰能力。除此之外，在整个系统中，设备控制系统作为非常重要的一部分，具有成本低、数据共享快、高效、可靠的特点。因此，为了实现预期功能，要求对设备进行电气系统和相关程序的设定，从而明确系统的整体设计。

4 在配电系统中的应用

我国的配电网主要由农村电网和城市电网组成，农村电网所采用的形式一般是架空线的方式，而城市电网所采用的形式是电缆网的形式。在以往的配电系统中没有智能模组，所采用的电力一次设备主要有配电开关和配电变压器，这些设备不具备自我控制、测量及通讯的能力，所以，在自控能力和自动通讯反馈能力方面都不到位，而电力一次智能化设备则很好地解决了这个问题，大大提高了配电系统的自控能力和自动通讯反馈能力。在一次设备上融合了二次测量、控制和通讯的功能，实现了配电终端与配电一次设备之间的结合，而且由于设备具有现场总线通讯的能力，所以，能够大大拓展通讯的物质连接，实现了复合调度。由此可见，在电力系统中应用电力一次设备智能化，在降低运营成本的同时，能够有效保证配电网路的安全性。